JP2006227401A - 光ファイバアタッチメント - Google Patents

Abstract

【課題】 光コネクタにおける光ファイバ挿入孔の内径よりも小さい外径の光ファイバを該光コネクタに光学的に安定に連結することのできる簡易な構造の光ファイバアタッチメントを提供する。
【解決手段】 光ファイバの外径よりも若干大きな内径を有すると共に、光コネクタに同軸に連結される外径を有する円筒状のスリーブと、このスリーブの先端内径部に設けられて該スリーブに挿入された光ファイバの外周面を押圧して該光ファイバとスリーブとを同軸に位置合わせする内径絞り込み部とを備える。スリーブが合成樹脂製の場合には前記内径絞り込み部を、周方向に等角度間隔に突設された少なくとも３個のテーパ状の微小突起として形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光コネクタに該光コネクタの内径よりも小さい外径の光ファイバを連結するに好適な光ファイバアタッチメントに関する。

投光部から発せられた光を光ファイバを介してセンシング部に導き、またこのセンシング部にて得られる光を光ファイバを介して受光部に導くファイバ型光センサは、一般に上記投光部および投光部を備えたセンサ本体（センサアンプ）に、光ファイバを連結する為の光コネクタを備えて構成される（例えば特許文献１,２,３を参照）。ちなみに上記光コネクタは光ファイバ挿入孔を有し、この光ファイバ挿入孔に挿入された光ファイバを保持してその先端を投光部または受光部に対峙させるものである。

ところでファイバ型光センサには、外径が２.２ｍｍ径の標準的な光ファイバのみならず、その用途に応じて１.３ｍｍ径や１.０ｍｍ径等の細径の光ファイバが用いられる場合もある。これに対してセンサ本体には、単に標準的な光ファイバに対応する２.２ｍｍ径の光ファィバ挿入孔を有する光コネクタが設けられるだけのことが多い。そこで従来、上述した細径の光ファイバを用いる場合には、例えば図７に示すように光ファイバ１の先端部に光ファイバアタッチメント２を装着し、この光ファイバアタッチメント２を光コネクタ３の光ファィバ挿入孔４に挿入することで、該光ファイバアタッチメント２を介して上記光ファイバ１を光コネクタ３に結合するようにしている。

ちなみに光ファイバアタッチメント２は、上記光ファイバ挿入孔４の内径（標準的な光ファイバの外径）に相当する外径（２.２ｍｍ）を有すると共に、細径の光ファイバ１の外径に相当する内径（１.３ｍｍまたは１.０ｍｍ）を有する管状のスリーブ体を主体とした構造を有する。そしてこの光ファイバアタッチメント２は、管状のスリーブ体に光ファイバ１を挿通して該光ファイバ１の先端部に装着されることで、その見掛け上の外径を２.２ｍｍに変換する役割を担う。

尚、光コネクタ３の光ファイバ挿入孔４は、標準的な光ファイバの外径（２.２ｍｍ）および上記光ファイバアタッチメント２におけるスリーブ体の外径（２.２ｍｍ）よりも若干大きな内径を有する。また光コネクタ３には、光ファイバ挿入孔４の側部を貫通するストッパ部材５が設けられている。このストッパ部材５を内側に押し込むことにより、該光ファィバ挿入孔４に挿入された標準的な光ファイバまたは光ファイバアタッチメント２が光ファイバ挿入孔４の壁面に位置決めして固定される。そして標準的な光ファイバまたは上記光ファイバアタッチメント２が、前記光コネクタ３の奥部に設けた投光部６または受光部７と光学的に同軸に位置合わせされて該光コネクタ３に結合される。
特開平１１−５２１９７号公報 特開２００１−２４２３４０号公報 特開２００３−７５６８９号公報

ところで前述した光ファイバアタッチメント２における管状のスリーブ体の内径は、細径の光ファイバ１を挿通可能なように該光ファイバ１の外径よりも若干大きく形成され、その内壁面と光ファイバ１の外周面との間に若干のクリアランス（隙間）を確保し得るように設定されている。しかしながらこのクリアランスが災いして、光ファイバアタッチメント２に保持された光ファイバ１と光コネクタ３の奥部に設けた投光部６または受光部７との光軸にずれが生じることが否めない。しかもファイバ型光センサの使用に伴って上記光軸のずれが経時的に変化し、これによってファイバ型光センサの検出特性が変動すると言う不具合が生じる虞がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、光コネクタにおける光ファイバ挿入孔の内径よりも小さい外径の光ファイバを該光コネクタに光学的に安定に連結することのできる簡易な構造の光ファイバアタッチメントを提供することにある。

上述した目的を達成するべく本発明に係る光ファイバアタッチメントは、光コネクタに該光コネクタの光ファイバ挿入孔の内径よりも小さい外径の光ファイバを連結する為のものであって、
<ａ> 前記光ファイバの外径よりも若干大きな内径を有すると共に、前記光コネクタに同軸に連結される外径を有する円筒状のスリーブと、
<ｂ> このスリーブの先端内径部に設けられて該スリーブに挿入された光ファイバの外周面を押圧して該光ファイバと前記スリーブとを同軸に位置合わせする内径絞り込み部と
を備えたことを特徴としている。

好ましくは請求項２に記載するように前記スリーブが合成樹脂製のものからなるとき、前記内径絞り込み部を、周方向に等角度間隔に突設された少なくとも３個のテーパ状の微小突起として形成する。そしてこれらの微小突起に囲まれた領域に光ファイバの先端を圧入し、これによって光ファイバの先端をスリーブの中心部に位置決めして固定するようにすれば良い。

また請求項３に記載するように前記スリーブを合成樹脂製のスリーブ本体と、このスリーブ本体の先端に同軸に装着され、その内径を徐々に縮径させて前記内径絞り込み部を形成した弾性樹脂製の、具体的にはゴムとプラスチックとの中間的な物性を持つエラストマ製のプラグ部とにより構成する。そして光ファイバの先端の圧入により上記弾性樹脂（エラストマ）製のプラグ部（内径絞り込み部）を弾性的に拡径し、これによって光ファイバの先端をスリーブの中心部に位置決めして固定するようにすれば良い。

或いはスリーブの先端部だけを弾性樹脂（エラストマ）製のプラグ部により形成することが困難な場合には、請求項４に記載するように前記スリーブの全体を弾性樹脂製のものとして構成し、その先端部の内径を徐々に縮径させて前記内径絞り込み部を形成するようにしても良い。

上述した構造の光ファイバアタッチメントによれば、円筒状のスリーブに挿入された光ファイバの先端部が上記スリーブの先端内径部に設けられた内径絞り込み部に当接し、この内径絞り込み部を拡径しながら（押し広げながら）スリーブの先端部に圧入される。そして光ファイバは、スリーブの先端部と同軸に位置決めされて上記内径絞り込み部により挟持される。この結果、スリーブに対して光ファイバの先端部が同軸に保持されるので、光ファイバアタッチメントを光コネクタの光ファイバ挿入孔に挿入し、そのスリーブと光コネクタに組み込まれた光学素子（投光部または受光部）とを光学的に同軸に対峙させるだけで、上記スリーブの先端に同軸に保持された光ファイバが上記光学素子に光学的に同軸に安定に位置付けられることになる。

従って、例えばファイバ型光センサの使用に伴ってそのセンサ本体（センサアンプ）に接続された細径の光ファイバの光軸が経時的にずれを生じ、これに伴ってファイバ型光センサの検出特性が変動すると言う不具合が生じることがなくなる。
しかも上述した光ファイバアタッチメントは、スリーブの先端内径部に光ファイバが圧入される内径絞り込み部を備えるだけの簡単な構成であり、安価に実現し得ることのみならず、その取り扱いも容易である利点がある。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る光ファイバアタッチメントについて説明する。
この光ファイバアタッチメントは、例えば外径が２.２ｍｍの標準型の光ファイバが挿入される光ファイバ挿入孔を備えた光コネクタに、該光コネクタの光ファイバ挿入孔の内径よりも小さい細径の光ファイバ、具体的には外径が１.３ｍｍの光ファイバや、外径が１.０ｍｍの光ファイバを連結する為のものであって、これらの光ファイバの先端に装着して用いられる。

図１は第１の実施形態を示している。この光ファイバアタッチメント１０は、例えば合成樹脂材をモールド成形した一体成形部品からなり、管状のスリーブ１１を主体として構成される。管状のスリーブ１１は、装着対象とする細径の光ファイバの外径よりも若干大きい内径Ｄの貫通孔１２を備えると共に、図示しない標準的な光コネクタの光ファイバ挿入孔に挿入されて同軸に連結される２.２ｍｍの外径を有したもので、その長さ（管長）Ｌは上記光コネクタにおける光ファイバ挿入長に応じて設定されている。

特に管状のスリーブ１１の、光コネクタに対する挿入端となる先端部（図１において左側）には光ファイバの外周面を押圧して該光ファイバを前記スリーブ１１に対して同軸に位置合わせする内径絞り込み部が設けられている。この内径絞り込み部は、図２にスリーブ１１の部分的構造を拡大して示すように、先端内径部に位置して周方向に等角度間隔に突出形成された複数個（この例では４個）の微小突起１３からなる。これらの各微小突起１３の高さ（突出長）は、スリーブ１１への光ファイバの挿入を容易化するべく設定されたクリアランス分、具体的はスリーブ１１（貫通孔１２）の内径Ｄと光ファイバの外径との差の、例えば［０.５〜０.７］倍程度として設定されている。そしてこれらの微小突起１３の先端部にて形成される円の径ｄが上記光ファイバの外径よりも若干小さくなるように定められている。

ちなみにこのような微小突起１３は、例えば図３に示すように光ファイバアタッチメント１０をモールド成型する為の金型の、前述した貫通孔１２を形成する為の円柱状のコマ部材Ａの先端部に、予め該コマ部材Ａの先端隅部を斜めに切り落とした（研磨した）切欠きＢを形成しておくことにより管状のスリーブ１１の先端部に一体に形成することができる。特にこのような切欠きＢによれば、スリーブ１１の先端に向けて徐々にその内側に突出する斜面（テーパ面）をなす微小突起１３を容易に形成することが可能となる。この微小突起１３については、管状のスリーブ１１の周方向を等角度分割して少なくとも３個設ければ十分である。

尚、前記スリーブ１１の基端側（図１における右側）は大径化されており、該スリーブ１１の光コネクタに対する挿入長を規定するストッパを兼ねた光ファイバアタッチメント１０の把持部１４となっている。またこの把持部１４の後端側は、その軸方向に沿って複数本のスリット（切り込み）１５が設けられたファイバ保持部１６となっている。このファイバ保持部１６により光ファイバの外周面を弾性的に囲繞して保持することにより、光ファイバの緩やかな曲率での曲げだけが許容され、換言すれば光ファイバアタッチメント１０の装着部位での光ファイバの折れ曲がり（屈曲）が防止されるようになっている。

かくしてこのような構造の光ファイバアタッチメント１０によれば、円筒状のスリーブ１１の基端側（ファイバ保持部１６側）から光ファイバを挿入すれば、該光ファイバの先端部が上記スリーブ１１の先端部において前述した微小突起（内径絞り込み部）１３に当接し、これらの微小突起１３を介してスリーブ１１の先端部を拡径しながら（押し広げながら）スリーブ１１内に圧入される。そしてスリーブ１１の先端部から突出した光ファイバの先端部は、複数の微小突起１３によりスリーブ１１の中心軸に向けて押さえ込まれて該スリーブ１１と同軸に位置決めされて挟持される。

この結果、スリーブ１１（光ファイバアタッチメント１０）の軸心に対して光ファイバの先端部が同軸に保持されるので、光ファイバアタッチメント１０を光コネクタの光ファイバ挿入孔に挿入すれば、これによって光ファイバアタッチメント１０に保持（装着）された光ファイバが光コネクタに組み込まれた光学素子（投光部または受光部）に対峙させて光学的に同軸に位置付けられる。

しかも光ファイバは、その先端部が複数の微小突起１３により囲繞されて強固に保持されて光ファイバアタッチメント１０と同軸に位置付けられているので、仮に機械的振動が加わったとしても光学素子（投光部または受光部）の光軸からずれることがない。従って光ファイバと上記光学素子（投光部または受光部）との光結合強度を安定に保持することが可能となる。また上述した構造は、スリーブ１１の先端内周部に複数の微小突起１３を突設しただけの簡単な構造なので、その製作も比較的容易であり安価に実現することができる。しかもスリーブ１１に光ファイバを差し込むだけでその装着を行い得るので作業性が良く、その取り扱いも簡単である等の実用上多大なる効果が奏せられる。

次に本発明の第２の実施形態について図４を参照して説明する。
この実施形態に係る光ファイバアタッチメント２０は、基本的には前述した第１の実施形態に係る光ファイバアタッチメント１０と略同様な構成を有するものであるが、前述したスリーブ１１に代えてその先端部を弾性樹脂であるエラストマ製のプラグ部２１とし、このプラグ部２１をスリーブ本体２２の先端部に同軸に装着して一体化した構造としたことを特徴としている。

このプラグ部２１は、基本的にはスリーブ本体２２と同一の外径Ｄおよび内径ｄを有する管状のスリーブ体からなる。そしてこのエラストマ製のプラグ部２１の先端内径部に、その内径を徐々に絞り込んだ内径絞り込み部２３が形成されている。この内径絞り込み部２３は、プラグ部２１自体が弾性変形可能なエラストマ（弾性樹脂）からなるので、単にその貫通孔２４の内径をテーパ状に絞り込んだ縮径部として実現される。

かくしてこのような構造の光ファイバアタッチメント２０によれば、スリーブ本体２２の先端に同軸に装着されたプラグ部２１が弾性変形可能なエラストマ（弾性樹脂）からなり、その先端内周部に内径絞り込み部２３が設けられているので、スリーブ本体２２の基端部から光ファイバを挿入すれば、光ファイバの先端部が上記内径絞り込み部２３に圧入されるので、先の実施形態と同様にプラグ部２１の中心軸に向けて押さえ込まれて該プラグ部２１と同軸に位置決めされて挟持される。この結果、プラグ部２１（光ファイバアタッチメント２０）の軸心に対して光ファイバの先端部が同軸に保持されるので、光ファイバアタッチメント２０を光コネクタの光ファイバ挿入孔に挿入すれば、これによって光ファイバアタッチメント２０に保持（装着）された光ファイバが光コネクタに組み込まれた光学素子（投光部または受光部）に対峙させて光学的に同軸に位置付けられる。従って先の実施形態と同様な効果を期待することができる。

ところで光ファイバアタッチメントの全体をエラストマ（弾性樹脂）を用いて実現することもできる。この第３の実施形態を図５および図６を参照して説明する。
この光ファイバアタッチメント３０は、図５(ａ)にその外観図を、また図５(ｂ)にその断面図を示すように、概略的にはエラストマ（弾性樹脂）製の管状スリーブ３１と、その基端部外周にスライド自在に嵌め込んだ管状の把持体３２とを備えて構成される。ちなみに管状スリーブ３１は、その先端内径部にその内径を徐々に絞り込んだ内径絞り込み部３３を形成したスリーブ本体３４と、スリーブ本体３４の基部（略中央部）に設けられて光コネクタに対する該スリーブ本体３４の挿入長Ｌを規定する大径のストッパ３５と、このストッパ３５の後端側に形成された前記把持体３２の装着部３６とを備える。特に上記装着部３６は、例えばスリーブ本体３４の外径と等しい外径の保持部３６ａと、この保持部３６ａよりも小さい外径の遊嵌部３６ｂとを備える。また上記保持部３６ａと遊嵌部３６ｂとの間には、前記把持体３２の遊嵌部３６ｂから保持部３６ａへのスライドを可能とする断面三角形状の第１の突起部３６ｃが設けられており、また前記遊嵌部３６ｂの後端部には把持体３２の脱落を防止する第２の突起部３６ｄが設けられている。

これに対して前記把持体３２は、上述した装着部３６の略半分の長さを有する大径の管体からなり、その管内は先端部から略中央部まで前記保持部３６ａの外径よりも僅かに小さい内径となるまで徐々に縮径された押さえ部３２ａと、この押さえ部３２ａから後端部まで前記第１の突起部３６ｃよりも大きな内径を有して開口された逃げ部３２ｂとにより２分されている。そして光ファイバアタッチメント３０の未使用時には、図５(ａ)(ｂ)に示すように前記把持体３２は、上述した押さえ部３２ａを前述した装着部３６の遊嵌部３６ｂに緩く嵌合させた状態で前記スリーブ本体３４に装着されている。

このような構造の光ファイバアタッチメント３０を光ファイバＦに装着する場合、図６に示すようにスリーブ本体３４の後端側から光ファイバＦを挿入する。すると光ファイバＦの先端部が前述したようにスリーブ本体３４の先端内径部に設けられた内径絞り込み部３３に圧入され、先の各実施形態と同様にその先端部がスリーブ本体３４（光ファイバアタッチメント３０）に同軸に位置決めされる。

この状態で図６に示すように前記把持体３２を装着部３６における遊嵌部３６ｂから保持部３６ａにスライドさせると、テーパ状の押さえ部３２ａが第１の突起部３６ｃを乗り越えて保持部３６ａに入り込み、上記押さえ部３２ａの最小径部が保持部３６ａの外周面を押圧する。すると保持部３６ａが内側に向けて弾性変形し、その内部に挿通されている光ファイバＦの外周面を押さえ込む。この結果、光ファイバＦは把持体３２の押さえ部３２ａから装着部３６の保持部３６ａを介して挟持されて、光ファイバアタッチメント３０に装着一体化される。この際、把持体３２はその押さえ部３２ａを第１の突起部３６ｃに係合させて遊環部３６ｂ側へのスライドが阻止されるので、上述した光ファイバＦの保持状態が、強固にしかも安定に保持される。従ってこの実施形態によれば、先の各実施形態によりえられる効果に加えて、光ファイバＦの装着状態を安定に維持することができる等の効果が奏せられる。

尚、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば光ファイバアタッチメント１０,２０,３０におけるスリーブの内径は、使用対象とする光ファイバの外径に適合したものであれば良く、またスリーブの長さは光コネクタにおける光ファイバ挿入長に合わせて設定しておけば十分である。またスリーブの先端内径部に設ける内径絞り込み部の形状とその大きさについても光ファイバに損傷を与えることのない範囲で種々変形可能なことは言うまでもない。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の第１の実施形態に係る光ファイバアタッチメントの概略構成図。 図１に示す光ファイバアタッチメントの先端部構造を示す部分拡大図。 図１に示す光ファイバアタッチメントにおける微小突起の形成に用いられる金型のコマ部材の形状を示す図。 本発明の第２の実施形態に係る光ファイバアタッチメントの概略構成図。 本発明の第３の実施形態に係る光ファイバアタッチメントの概略構成図。 図５に示す光ファイバアタッチメントの光ファィバへの装着状態を示す図。 標準的な光コネクタに対する小径の光ファイバの光ファイバアタッチメントを用いた装着構造を示す図。

符号の説明

１０,２０,３０ 光ファィバアタッチメント
１１ スリーブ
１３ 微小突起（内径絞り込み部）
１４ 把持部
２１ プラグ部
２２ スリーブ本体
２３ 内径絞り込み部
３１ 管状スリーブ
３２ 把持体
３３ 内径絞り込み部
３４ スリーブ本体
３５ ストッパ
３６ 装着部

Claims (4)

1. 光コネクタに該光コネクタの内径よりも小さい外径の光ファイバを連結する為の光ファイバアタッチメントであって、
   前記光ファイバの外径よりも若干大きな内径を有すると共に、前記光コネクタに同軸に連結される外径を有する円筒状のスリーブと、
   このスリーブの先端内径部に設けられて該スリーブに挿入された光ファイバの外周面を押圧して該光ファイバと前記スリーブとを同軸に位置合わせする内径絞り込み部と
   を具備したことを特徴とする光ファイバアタッチメント。
2. 前記スリーブは合成樹脂製のものであって、前記内径絞り込み部は、周方向に等角度間隔に突設された少なくとも３個のテーパ状の微小突起からなる請求項１に記載の光ファイバアタッチメント。
3. 前記スリーブは、合成樹脂製のスリーブ本体と、このスリーブ本体の先端に同軸に装着され、その内径を徐々に縮径させて前記内径絞り込み部を形成した弾性樹脂製のプラグ部とを具備したものである請求項１に記載の光ファイバアタッチメント。
4. 前記スリーブは弾性樹脂製のものであって、その先端部の内径を徐々に縮径させて前記内径絞り込み部を形成したものである請求項１に記載の光ファイバアタッチメント。

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